振沖碎石樁加固軟土地基

劉志

摘要：我縣城南新區規劃建設中，新區地處月河南岸，地質條件方面人工填土層、細砂層承載力均不足100KPa，天然地基無法滿足基礎設計的承載力要求。采取振沖碎石樁法對地基土進行加固處理，改善了土體結構，提高了地基土的承載能力。

關鍵詞：軟地基；振沖碎石樁；加固

中圖分類號：U457文獻標識碼： A

概述

隨著國家西部大開發和加快城鎮化建設的一系列方針政策的出臺，我縣結合本縣實際提出了加快城南新區建設的實施方案。為此我室設計工作的重點也從老城區轉移到新區。新城區位于月河南岸，場區地勢平坦，為漢陰盆地月河河漫灘。地勘探明場區地下水豐富，水位較高，-4.0米地下水由月河補給。場區土層分布為：1、人工填土層，厚度0.8~1.2米，以耕植土為主，結構松散；2、細砂層，厚度0.8~1.9米，fk=70~100KPa；3、淤泥質層，厚度0.5米左右，fk=50KPa；4、粗砂，厚度0.3~1.2米，4米處見水，fk=250KPa；5、砂卵石層，厚度10~18米，坐落在第三系粉砂巖層上，fk=300KPa。人工填土層、細砂層承載力均不足100KPa，天然地基無法滿足基礎設計的承載力要求。必須對地基土進行加固處理，改善土體結構，提高地基土的承載能力，來滿足房屋基礎對地基的承載力要求。

一、振沖碎石樁

1、目前對地下水位較高，有淤泥質土層的軟土地基處理方法主要有：樁基、振沖碎石樁、大開挖對軟土層進行置換等幾種方法。樁基施工技術要求高，造價高，多用于高層建筑。大開挖土體置換是一種簡單常用的處理軟土地基的方法，但邊界條件受限制的情況下，基坑支護難度大，同時土方挖填量很大，造價也不經濟。

2、振沖法亦稱振動水沖法，施工時使用起重機吊起振沖器，啟動潛水電機帶動偏心塊，使振沖產生高頻振動，同時開動水泵通過噴嘴射高壓水流，在振動和高壓水流的聯合作用下，振沖器沉到土中預定深度，然后用循環水帶出孔中稠泥漿清孔后，從地面向孔中逐段添加填料，每段填料在振動的作用下被振擠密實，達到所要求的密實度后提升振沖器，再重復上述操作，直至地面，從而在地基形成一根大直徑的密實樁體。

在砂性土中，振沖起擠密作用，故稱振沖擠密法；在粘性土中，振沖主要起置換作用，故稱振沖置換法。振沖時用碎石作為填料在粘性土地基中形成的樁體稱為碎石樁。由于形成了有一定間距的擠密的碎石樁，碎石樁和周圍的土本身共同構成復合地基，提高地基的整體穩定性，增加了地基整體的剪切抵抗，可以提高地基承載力并防止地基產生滑動破壞，減小差異沉降；碎石樁的剛度比周圍土大，地基中應力按材料變形模量進行重新分布，大部分荷載將由碎石樁承擔；由于荷載向樁的應力集中，減小了固結沉降；由于密實的碎石樁的排水作用，可以提前完成剩余沉降。

二、工程實例

縣財政局培訓中心大樓，位于城南新區，建筑面積3500平方米，磚混結構六層，層高3.6~4.2米?；A荷載大，天然地基無法滿足結構設計要求。采用振沖碎石樁加固軟土地基。

1、加固設計：樁長4米，樁中心距1.3米，正方形布置，樁徑1米，樁布置范圍為建筑物范圍及周邊加布兩排保護樁。樁施工完畢養護一周后，挖除表面虛樁，采用ZY12T壓路機對樁頂進行反復碾壓，其后在其上地基土范圍內滿鋪0.5米厚砂石墊層，砂石墊層的選料為天然級配砂卵石（砂、石比例為4：6），對0.5米厚的砂石墊層分二次鋪墊，每次虛鋪厚度不大于300mm，采用ZY12T壓路機，每層碾壓在十遍以上，同時對砂石的含水量也進行控制。

2、施工從2001年6月開始，共用二周時間，使用ZCQ-30型振沖器。每樁成孔、填料、密實時間平均20分鐘，碎石粒徑為2-8厘米，樁含泥量不大于5%，每填料1.5米左右進行密實，密實電流均達到60A。

3、加固效果：成樁兩周后進行了加固效果的檢驗，檢驗采用靜荷載實驗的方式。檢測單位為陜西省建設工程人工地基工程質量第十二檢測站，測試點由建設單位隨機指定，檢測3個點。檢測報告表明，經過加固處理后，復合地基承載力標準值達到200KPa的設計要求。

三、一點體會

1、在加固的地基上，基礎底面下鋪墊了500毫米厚砂卵石墊層，這層墊層有兩個作用。一方面，與碎石樁共同起到排水井作用，保證地基承載后樁間土的孔隙水壓力向樁及砂石墊層擴散，促進樁間土固結；另一方面，可以使樁和樁間土在基礎底面上受力更加均勻，避免由于應力集中于壓縮模量大的樁頂上，引起樁頂破壞。

2、振沖碎石樁加固軟土是否有效，雖然主要與原土性質有關，但也與軟弱土層厚度有關。厚度不大時，用振沖置換法容易奏效。這是因為，厚度不大時，成孔容易保證，從而保證樁徑及填入孔中的碎石可以密實成樁。

3、振沖碎石樁加固地基，由于不用鋼材、水泥，只用碎石，施工也較簡便，是綜合費用較低的一種地基處理方法。但施工條件受到一定限制，用水量大，泥漿排出需要一定的施工場地，震感較大。如能進一步改進施工方法，那么將會有更多的工程采用此法加固地基。